鋼結(jié)構(gòu)油漆防腐解決方案
一、鋼結(jié)構(gòu)腐蝕
1.1、什么是鋼結(jié)構(gòu)腐蝕
近年來我國城市建設(shè)發(fā)展迅速， 大量大跨、高聳的民用及工業(yè)建筑都采用了鋼結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮了鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)輕質(zhì)、抗震性能好、工業(yè)化程度高、施工周期短等優(yōu)點(diǎn)。另外，輕鋼結(jié)構(gòu)體系用于住宅建筑， 其綜合經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)于一般住宅建筑體系。采用輕鋼結(jié)構(gòu)其使用面積可比磚混結(jié)構(gòu)提高 5%左右，建造成本比混凝土結(jié)構(gòu)降低 10%以上。在我國鋼材產(chǎn)量相當(dāng)充裕的條件下， 輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的建設(shè)是十分適宜的，且鋼結(jié)構(gòu)體系亦與可持續(xù)發(fā)展的理念相符。
但是在鋼結(jié)構(gòu)建筑的建造和使用中， 鋼材易腐蝕的問題嚴(yán)重影響著鋼結(jié)構(gòu)的耐久應(yīng)用。 鋼材的腐蝕可分為兩種。 一種是化學(xué)腐蝕， 即鋼材表面與周圍介質(zhì)直接起化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的腐蝕， 其腐蝕的程度隨時(shí)間和溫度的增加而增加。 另一種是電化學(xué)腐蝕，即鋼材在存放和使用中與周圍介質(zhì)之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)而產(chǎn)生的腐蝕。鋼結(jié)構(gòu)腐蝕不僅僅是材料的銹蝕， 還是一個復(fù)雜的化學(xué)物理過程， 而它最終的表現(xiàn)在于結(jié)構(gòu)的可靠度及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
鋼材受腐蝕的原因很多， 可根據(jù)環(huán)境介質(zhì)的不同分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩大類?；瘜W(xué)腐蝕也稱干腐蝕， 是指鋼材在常溫或高溫下發(fā)生的氧化或硫化作用。鋼材的氧化是由于它同氧化性介質(zhì)接觸產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而形成的。 氧化性介質(zhì)有空氣、氧氣、水蒸氣、二氧化碳、二氧化硫和氯等，反應(yīng)后生成疏松的氧化物。其反應(yīng)速度隨濕度、溫度的增加而加速，特別是干濕交替環(huán)境下腐蝕更為厲害。
電化學(xué)腐蝕亦稱濕腐蝕， 是由于電化學(xué)現(xiàn)象在鋼材表面產(chǎn)生局部電池作用的腐蝕。鋼材在潮濕的空氣中，由于吸附作用，在其表面覆蓋一層極薄的水膜，由于表面成分或受力變形的不均勻， 使鄰近的局部產(chǎn)生電極電位的高低差， 形成了許多微電池。 在陽極區(qū)， 鐵被氧化成 Fe 離子進(jìn)入水膜。 水中溶有來自空氣的氧，在陰極區(qū)，氧被還原成 OH 根離子，兩者結(jié)合成不溶于水的 Fe(OH)2，并進(jìn)一步氧化生成疏松易剝落的鐵銹 Fe(OH)3。
1.2、引用標(biāo)準(zhǔn)
現(xiàn)行國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)條文等；
《建筑防腐蝕工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50212-2002）
《涂裝前鋼材表面腐蝕等級和除銹等級標(biāo)準(zhǔn)》（GB8923-1988）
《涂裝作業(yè)安全規(guī)程、安全管理規(guī)則》（GB6514-1995）
《防腐蝕涂料的質(zhì)量要求》（GB6514-1991）
《涂料作業(yè)安全規(guī)程、油漆工藝安全及其通風(fēng)凈化》（DJ/T6931-1999）
《工業(yè)設(shè)備、管道防腐蝕工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（HGJ229-91）
《涂裝作業(yè)安全規(guī)程涂裝前處理工藝安全》（GB7692-87）
《建筑施工場界噪聲限值》（GB12523-90）
ISO9001質(zhì)量管理體系文件
ISO14001環(huán)境管理體系文件
GB/T28001職業(yè)健康和安全管理體系文件
1.3、設(shè)計(jì)依據(jù)
環(huán)境條件:大氣環(huán)境對建筑鋼結(jié)構(gòu)長期作用下的腐蝕性等級可按表 1 確定。
| 大氣環(huán)境腐蝕性分類和典型環(huán)境案例 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 腐蝕性級別 | 單位面積上質(zhì)量和厚度損失（經(jīng)第一年暴露后） | 溫性氣候下的典型環(huán)境案例（僅供參考） | ||||
| 底碳鋼 | 鋅 | 外部 | 內(nèi)部 | |||
| 質(zhì)量損失 | 厚度損失 | 質(zhì)量損失 | 厚度損失 | |||
| /g·m2 | /um | /g·m2 | /um | |||
| C1很低 | ≤10 | ≤1.3 | ≤0.7 | ≤0.1 | / | 加熱的建筑物內(nèi)部，空氣潔凈，如辦公室、商店、學(xué)校和賓館等 |
| C2低 | ＞100-200 | ＞1.3-25 | ＞0.7-5 | ＞0.1-0.7 | 低污染水平的大氣，大部分是鄉(xiāng)村地帶 | 冷凝有可能發(fā)生的未加熱的建筑（如庫房、體育館等） |
| C3中 | ＞200-300 | ＞25-50 | ＞5-15 | ＞0.7-2.1 | 城市和工業(yè)大氣，中等的二氧化硫污染以及低鹽度沿海區(qū)域 | 高溫度和有些空氣污染的生產(chǎn)廠房內(nèi)，如食品加工廠、洗衣廠、酒廠、乳制品工廠等 |
| C4高 | ＞400-650 | ＞50-80 | ＞15-30 | ＞2.1-4.2 | 中等含鹽度的工業(yè)區(qū)和沿海區(qū)域 | 化工廠、游泳池、沿海船舶和造船廠等 |
| C5很高 | ＞650-1500 | ＞80-200 | ＞30-60 | ＞4.2-8.4 | 高濕度和惡劣天氣的工業(yè)區(qū)域和高鹽度的沿海區(qū)域 | 冷凝和高污染持續(xù)發(fā)生和存在的建筑和區(qū)域 |
| CX極端 | ＞1500-5500 | ＞200-700 | ＞60-180 | ＞8.4-25 | 具有高含鹽度的海上區(qū)域以及具有極高濕度和侵略性大氣的熱帶亞熱帶工業(yè)區(qū)域 | 具有極高濕度和侵蝕性大氣的工業(yè)區(qū)域 |
| 注：定義腐蝕性級別所使用的損失值與ISO9223中給出的是相同的。 | ||||||
1.4、漆膜厚度設(shè)計(jì)
| 腐蝕環(huán)境、防腐壽命和漆膜厚度的關(guān)系 | ||
|---|---|---|
| 腐蝕環(huán)境 | 防腐壽命/年 | 漆膜/μm |
| C2 | 底（2-5） | 80 |
| 中（5-15） | 120 | |
| 高（＞15） | 160 | |
| C3 | 底（2-5） | 120 |
| 中（5-15） | 160 | |
| 高（＞15） | 160（富鋅底漆） | |
| 高（＞15） | 200（不含鋅粉） | |
| C4 | 底（2-5） | 160（富鋅底漆） |
| 底（2-5） | 200（不含鋅粉） | |
| 中（5-15） | 200 | |
| 高（＞15） | 240（富鋅底漆） | |
| 高（＞15） | 280（不含鋅粉） | |
| C5-I | 底（2-5） | 200 |
| 中（5-15） | 240（富鋅底漆） | |
| 高（＞15） | 320 | |
| C5-M | 中（5-15） | 240（富鋅底漆） |
| 高（＞15） | 320 | |
二、銹蝕等級
依據(jù)ISO 8501-1：1988將未涂裝過的鋼材表面原始程度按氧化皮覆蓋程度和銹蝕程度分為四個等級，分別以A、B、C、D表示，并有相應(yīng)的照片對照。
A 大面積覆蓋粘著的氧化皮，而幾乎沒有鐵銹的鋼材表面
B 已開始銹蝕，且氧化皮已開始剝落的鋼材表面;
C 氧化皮已因?yàn)殇P蝕而剝落或者可以刮除，但在正常視力觀察下僅見到少量點(diǎn)蝕的鋼材表面!
D 氧化皮已因銹蝕而剝離，在正常視力觀察下，已可見普遍發(fā)生點(diǎn)蝕的鋼材表面
三、處理等級
本部分規(guī)定了表示不同處理方法和清潔程度的若干處理等級。處理等級通過描述處理后表面外觀狀況的文字來定義。每一處理等級用代表相應(yīng)處理方法類型的字母，“Sa”、“St”或“F1”表示。字母后面的數(shù)字，表示清除氧化皮、鐵銹和原有涂層的程度。照片上標(biāo)有處理前原始銹蝕等級和處理等級符號，例如，BSa2.5。 注1：“外來雜質(zhì)可能包括水溶性鹽類和焊接殘留物，這些污染物采用干法噴射清理、手工和動力工具清理或火焰清理，不可能從表面完全清除，可采用濕法噴射清理或水噴射清理；注2：若氧化皮、鐵銹或涂層可用鈍的鏟刀刮掉，則視為附著不牢。
3.1、噴射清理
對噴射清理的表面處理，用字母“Sa”表示。噴射清理等級描述見表1.噴射清理前，應(yīng)鏟除全部厚銹層。可見的油、脂和污染也應(yīng)清除掉。噴射清理后，應(yīng)清除表面的浮沉和碎屑。注：對表面噴射清理方法的說明，包括噴射清理前后的處理程序。
| Sa1輕度噴射清理 | 在不放大的情況下觀察時(shí)，表面應(yīng)無可見的油、脂和污物，并且沒有附著不牢的氧化皮、鐵銹、涂層分外來雜質(zhì)。 |
|---|---|
| Sa2徹底的噴射清理 | 在不放大的情況下觀察時(shí)，表面應(yīng)無可見的油、脂和污物，并且?guī)缀鯖]有氧化皮、鐵銹、涂層和外來雜質(zhì)。任何殘留污染物應(yīng)附著牢固。 |
| Sa2.5非常徹底的噴射清理 | 在不放大的情況下觀察時(shí)，表面應(yīng)無可見的油、脂和污物，并且沒有氧化皮、鐵銹、涂層和外來雜質(zhì)。任何污染物的殘留痕跡應(yīng)僅呈現(xiàn)為點(diǎn)狀或條紋狀的輕微色斑。 |
| Sa3使鋼材表面潔凈的噴射清理 | 在不放大的情況下觀察時(shí)，表面應(yīng)無可見的油、脂和污物，并且應(yīng)無氧化皮、鐵銹、涂層和外來雜質(zhì)。該表面應(yīng)具有均勻的金屬光澤。 |
3.2、手工和動力工具清理，St
對手工和動力工具清理，例如刮、手工刷、機(jī)械刷和打磨等表面處理，用字母“St”表示。手工和動力工具清理等級見表2。手工和動力工具清理前，應(yīng)鏟除全部厚銹層?？梢姷挠汀⒅臀畚镆矐?yīng)該除掉。手工和動力工具清理后，應(yīng)清除表面的浮灰和碎屑。注：本部分不包括處理等級St1，因?yàn)檫@個等級的表面不適合于涂覆涂料。
| St2徹底的手工和動力工具清理 | 在不放大的情況下觀察時(shí)，表面應(yīng)無可見的油、脂和污物，并且沒有附著不牢的氧化皮、鐵銹、涂層和外來雜質(zhì)。 |
|---|---|
| St3非常徹底的手工和動力工具清理 | 同St2，但表面處理應(yīng)徹底得多，表面應(yīng)具有金屬底材的光澤。 |
四、鋼結(jié)構(gòu)新建方案
4.1、C3城市和工業(yè)大氣，耐久度15年以上涂料系統(tǒng)
| 腐蝕環(huán)境 | C3 城市和工業(yè)大氣，中等的二氧化硫污染，低鹽度沿海區(qū)域 | |||
|---|---|---|---|---|
| 使用壽命 | 15年以上 | |||
| 表面處理 | 噴砂 Sa 2.5 (ISO 8501-1) | |||
| 涂裝部位 | 廠區(qū)鋼結(jié)構(gòu) | |||
| 油漆涂層 | 產(chǎn)品名稱 | 產(chǎn)品英文名稱 | 配比 | 干膜 |
| 第一道 | 夢能環(huán)氧富鋅 | DreamZinc 80 | 雙組份 | 60μm |
| 第二道 | 夢能封閉劑 | DreamCover 167 | 3:1 | 20μm |
| 第三道 | 夢能環(huán)氧云鐵中間漆 | DreamCover 150 SZ | 4:1 | 100μm |
| 第四道 | 夢能氟碳面漆 | DreamDur 22 SZ | 4:1 | 40μm |
| 總厚度 | 200μm | |||
4.2、C4腐蝕級別高，耐久度15年以上涂料系統(tǒng)
| 腐蝕環(huán)境 | C4腐蝕級別高，室外環(huán)境是中等含鹽度的工業(yè)區(qū)和沿海區(qū)域，室內(nèi)環(huán)境如化工廠、游泳池、沿海船舶和造船廠等。 | |||
|---|---|---|---|---|
| 使用壽命 | 15年以上 | |||
| 表面處理 | 噴砂 Sa 2.5 (ISO 8501-1) | |||
| 涂裝部位 | 廠區(qū)鋼結(jié)構(gòu) | |||
| 油漆涂層 | 產(chǎn)品名稱 | 產(chǎn)品英文名稱 | 配比 | 干膜 |
| 第一道 | 夢能無機(jī)富鋅 | DreamZinc 88 SZ | 23:4.6 | 60μm |
| 第二道 | 夢能封閉劑 | DreamCover 167 | 3:1 | 20μm |
| 第三道 | 夢能環(huán)氧云鐵中間漆 | DreamCover 150 SZ | 4:1 | 120μm |
| 第四道 | 夢能氟碳面漆 | DreamDur 22 SZ | 4:1 | 40μm |
| 總厚度 | 240μm | |||
4.3、CX腐蝕級別極端，耐久度15年以上涂料系統(tǒng)
| 腐蝕環(huán)境 | CX腐蝕級別極端，室外環(huán)境具有高含鹽度的海上區(qū)域以及具有極高濕度 和侵蝕性大氣的熱帶亞熱帶工業(yè)區(qū)域。室內(nèi)環(huán)境具有極高濕度和侵蝕性的大氣工業(yè)區(qū)域。 | |||
|---|---|---|---|---|
| 使用壽命 | 15年以上 | |||
| 表面處理 | 噴砂 Sa 2.5 (ISO 8501-1) | |||
| 涂裝部位 | 廠區(qū)鋼結(jié)構(gòu) | |||
| 油漆涂層 | 產(chǎn)品名稱 | 產(chǎn)品英文名稱 | 配比 | 干膜 |
| 第一道 | 夢能冷噴鋅 | DreamZinc 96 | 單組份 | 80μm |
| 第二道 | 夢能封閉劑 | DreamCover 167 | 3:1 | 20μm |
| 第三道 | 夢能環(huán)氧云鐵中間漆 | DreamCover 150 SZ | 4:1 | 160μm |
| 第四道 | 夢能氟碳面漆 | DreamDur 22 SZ | 4:1 | 60μm |
| 總厚度 | 320μm | |||
五、鋼結(jié)構(gòu)防火新建方案
5.1、防火涂料規(guī)范
為貫徹實(shí)施國家的有關(guān)建筑防火規(guī)范，使用防火涂料保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)，提高其耐火極限，做到安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理，特制訂本規(guī)范。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料分為薄涂型和厚涂型兩類， 其產(chǎn)品均應(yīng)通過國家檢測機(jī)構(gòu)檢測合格，方可選用。
采用鋼結(jié)構(gòu)防火涂料時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：
室內(nèi)裸露鋼結(jié)構(gòu)、 輕型屋蓋鋼結(jié)構(gòu)及有裝飾要求的鋼結(jié)構(gòu)， 當(dāng)規(guī)定其耐火極限在 1.5h 及以下時(shí)，宜選用薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。
室內(nèi)隱蔽鋼結(jié)構(gòu)、高層全鋼結(jié)構(gòu)及多層廠房鋼結(jié)構(gòu)，當(dāng)規(guī)定其耐火極限在 1.5h 以上時(shí)，應(yīng)選用厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。
露天鋼結(jié)構(gòu)，應(yīng)選用適合室外用的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。
5.2、鋼結(jié)構(gòu)防火極限2.5小時(shí)配套
| 腐蝕環(huán)境 |
C3 城市和工業(yè)大氣，中等的二氧化硫污染，低鹽度沿海區(qū)域 |
|||
|---|---|---|---|---|
| 使用壽命 | 15年以上 | |||
| 表面處理 | 噴砂 Sa 2.5 (ISO 8501-1) | |||
| 涂裝部位 | 廠區(qū)鋼結(jié)構(gòu) | |||
| 油漆涂層 | 產(chǎn)品名稱 | 產(chǎn)品英文名稱 | 配比 | 干膜 |
| 第一道 | 夢能環(huán)氧富鋅 | DreamZinc 80 | 雙組份 | 60μm |
| 第二道 | 夢能環(huán)氧云鐵中間漆 | DreamCover 150 SZ | 4:1 | 100μm |
| 第三道 | 超薄膨脹型防火涂料 | 耐火2.5小時(shí) | 單組份 | 3400μm |
| 第四道 | 夢能聚氨酯面漆 | DreamDur 22 SZ | 4:1 | 60μm |
| 總厚度 | 3620μm | |||
5.3、鋼結(jié)構(gòu)防火極限2.5小時(shí)配套
| 腐蝕環(huán)境 |
C3 城市和工業(yè)大氣，中等的二氧化硫污染，低鹽度沿海區(qū)域 |
|||
|---|---|---|---|---|
| 使用壽命 | 15年以上 | |||
| 表面處理 | 噴砂 Sa 2.5 (ISO 8501-1) | |||
| 涂裝部位 | 廠區(qū)鋼結(jié)構(gòu) | |||
| 油漆涂層 | 產(chǎn)品名稱 | 產(chǎn)品英文名稱 | 配比 | 干膜 |
| 第一道 | 夢能環(huán)氧富鋅 | DreamZinc 80 | 雙組份 | 60μm |
| 第二道 | 夢能環(huán)氧云鐵中間漆 | DreamCover 150 SZ | 4:1 | 100μm |
| 第三道 | 超薄膨脹型防火涂料 | 耐火2小時(shí) | 單組份 | 2010μm |
| 第四道 | 夢能聚氨酯面漆 | DreamDur 22 SZ | 4:1 | 60μm |
| 總厚度 | 2230μm | |||
六、鋼結(jié)構(gòu)維修方案
通過觀察發(fā)現(xiàn)， 鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕每年基本以遞增的速度成倍增長。 第一年為斑狀銹點(diǎn)， 然后形成銹點(diǎn)氣泡， 第二年氣泡破裂后在外界的介質(zhì)催促下開始往縱深處腐蝕， 而后涂層帶著氧化鐵開始脫落。
鋼結(jié)構(gòu)如果長期暴露于空氣或潮濕的環(huán)境中，其表面又沒有防護(hù)措施時(shí)，就會產(chǎn)生鋼結(jié)構(gòu)腐蝕、 變形或是應(yīng)力失效， 使得結(jié)構(gòu)過早的破壞。因此，如果要使鋼結(jié)構(gòu)正常工作并保證其有預(yù)期的使用壽命，對鋼構(gòu)定期檢查、維護(hù)和保養(yǎng)就顯得非常重要。
6.1表面除銹
對于使用一段時(shí)間以膈的鋼結(jié)構(gòu)工程來說，其表面不可避免地存在著一些附著物，如鐵銹、污垢、灰塵；舊漆膜等。在對鋼結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行涂刷前，如果不將這些附著物清除徹底，涂刷后雖然可暫時(shí)將它們遮蓋起來，但由于它們起著隔離的作用，使得涂層與構(gòu)件基體間的粘合力嚴(yán)重下降，漆膜會過早脫落，最終導(dǎo)致表面涂層抗銹蝕能力降低，發(fā)揮不出涂層應(yīng)有的防護(hù)作用。因此，在對構(gòu)件表面涂刷前，應(yīng)對鋼結(jié)構(gòu)表面的附著物進(jìn)行徹底的清理。
| 腐蝕環(huán)境 |
C3 城市和工業(yè)大氣，中等的二氧化硫污染，低鹽度沿海區(qū)域 |
|||
|---|---|---|---|---|
| 使用壽命 | 15年以上 | |||
| 表面處理 | 噴砂 Sa 2.5 (ISO 8501-1) | |||
| 涂裝部位 | 廠區(qū)鋼結(jié)構(gòu) | |||
| 油漆涂層 | 產(chǎn)品名稱 | 產(chǎn)品英文名稱 | 配比 | 干膜 |
| 第一道 | 夢能低表面處理油漆 | DreamCover 350 SZ | 4:1 | 220μm |
| 第二道 | 夢能聚氨酯面漆 | DreamDur 22 SZ | 4:1 | 60μm |
| 總厚度 | 280μm | |||